JP3768997B2 - Dynamic penetration test rod - Google Patents
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Description
本発明は、地盤を調査する試験に用いられる動的貫入試験用ロッドに関するものであって、特にコーンがロッドの回転に影響を及ぼさないようにして行う動的貫入試験、例えばオートマチックラムサウンディング試験やミニラム試験等に用いるものに関する。 The present invention relates to a dynamic penetration test rod used in a test for investigating the ground, and in particular, a dynamic penetration test performed such that the cone does not affect the rotation of the rod, such as an automatic ram sounding test and It relates to what is used for mini-ram tests.
住宅や土木構造物等を建設する際の地盤調査は、標準貫入試験、スウェーデン式サウンディング試験、オートマチックラムサウンディング試験等が知られている。住宅等の小規模構造物においては、装置が経済的で、操作が容易・迅速なスウェーデン式サウンディング試験が多用されている。
しかし、このスウェーデン式サウンディング試験は、10m程度の深さまでしか調査をすることができず、又詳細な地盤調査ができないため、調査不備により構造物が地震で傾いたり、地盤沈下によって自沈したりする等の問題が生じている。
As for ground surveys when constructing houses and civil engineering structures, standard penetration tests, Swedish sounding tests, automatic ram sounding tests, etc. are known. In small-scale structures such as houses, Swedish sounding tests are frequently used because the equipment is economical and easy to operate.
However, this Swedish sounding test can only investigate to a depth of about 10m, and since detailed ground investigation is not possible, the structure is tilted by an earthquake due to inadequate investigation, or the structure sinks itself due to ground subsidence. Etc. are occurring.
そこで近年では、スウェーデン式サウンディング試験よりも緻密な地盤調査が可能な、オートマチックラムサウンディング試験が急速に普及している。
このオートマチックラムサウンディング試験は、垂直方向にロッドを延設し、このロッドの下端にコーンを取り付けて、ロッドを自動連続貫入装置で連続的に貫入し、所定距離毎にロッドを回転させてトルクを測定し、この測定値を用いて打撃回数を補正してNd値を算出するものである(非特許文献1等参照)。そして、このNd値で地盤の硬さを判定して、深度分布を求め、調査対象の土質構成を把握する。このオートマチックラムサウンディング試験を、完全に自動化した自走式地質調査機もある(特許文献1参照)。
In this automatic ram sounding test, a rod is extended in the vertical direction, a cone is attached to the lower end of the rod, the rod is continuously penetrated by an automatic continuous penetration device, and the rod is rotated at a predetermined distance to generate torque. The Nd value is calculated by measuring and correcting the number of hits using this measured value (see Non-Patent
オートマチックラムサウンディング試験やミニラム試験等に用いられるロッド及びコーンは、図6に示す構造をなしている。即ち、コーン8は、下方が尖鋭状に形成され、上方に凹部8aが設けられており、この凹部8aにロッド9の先端部9aを嵌め込むよう構成されている。
従って、ロッド9とコーン8が分離しており、完全にフリーの状態となっている。これは、オートマチックラムサウンディング試験やミニラム試験等が、貫入の際におけるロッドと土の摩擦による影響を、ロッドの回転トルクのみを測定して補正することによりNd値を算出する試験であるので、トルク測定の際に、ロッド9の回転に伴って、コーン8が供回りしないようになっている。
そして、コーン8は、単にロッド9に嵌め込まれたままで地中に貫入されるので、試験後にロッド9を抜き取ることによって、コーン8を地中に残すこととなり、試験毎にまだ使用可能な多数のコーンをそのまま地中に放置して、使い捨てることになる。
Rods and cones used in automatic ram sounding tests, mini ram tests, etc. have the structure shown in FIG. That is, the
Therefore, the
Since the
上記課題を解決するため、動的貫入試験用ロッドの先端部に取り付けるコーンを、ロッドの上下動に従動しロッドの軸心のまわりの回転に対してはフリーとなる回転方向自在接手を介してロッドに連接した動的貫入試験用ロッドを提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, a cone attached to the tip of the dynamic penetration test rod is driven by a rotary joint that is free from rotation around the axis of the rod following the vertical movement of the rod. Provided is a dynamic penetration test rod connected to the rod.
好ましくは、前記コーンを、上部コーンと下部コーンに分割し、上部コーンを、ロッドに遊嵌しその下端をストッパー部材でロッドに係止すると共に、下部コーンを上部コーンに螺合したことを特徴とする。
そして好ましくは、前記コーンの上方側に、テーパを形成したことを特徴とする。
Preferably, the cone is divided into an upper cone and a lower cone, the upper cone is loosely fitted to the rod, the lower end is locked to the rod by a stopper member, and the lower cone is screwed to the upper cone. And
Preferably, a taper is formed on the upper side of the cone.
前記したように、本発明に係る動的貫入試験用ロッドは、ロッドの先端部に、ロッドの上下動に追従して上下動しロッドの軸心のまわりの回転に対してはフリーとなる回転方向自在接手を設けて、この接手を介してロッドとコーンを連接してなる。
そのため、トルク測定のためにロッドを回転しても、コーンが供回りすることなく影響を及ぼさない。更にコーンは、ロッドの上下動に従動するよう設けられているので、試験後、ロッドを引き抜く際、ロッドと共にコーンも抜き取ることができ、地中にコーンを残すことなく何回でも使用することができる。
従って、試験を行う毎に新たなコーンを必要としないので、経済性に優れた試験を行うことができると共に、地中にコーンを残すことがなく環境に及ぼす影響も少ない。更にコーンを着脱する手間も不要であるので、試験時間の短縮化を図ることができる。
As described above, the dynamic penetration test rod according to the present invention moves up and down at the tip of the rod following the up and down movement of the rod, and is free to rotate around the axis of the rod. A directional universal joint is provided, and the rod and the cone are connected via this joint.
Therefore, even if the rod is rotated for torque measurement, the cone does not rotate and has no effect. Furthermore, since the cone is provided to follow the vertical movement of the rod, when the rod is pulled out after the test, the cone can be pulled out together with the rod, and can be used any number of times without leaving the cone in the ground. it can.
Therefore, since a new corn is not required every time a test is performed, a test with excellent economic efficiency can be performed, and the corn is not left in the ground and the influence on the environment is small. Furthermore, the labor for attaching and detaching the cone is not required, so that the test time can be shortened.
そして、コーンの上方側に、下方に傾斜するテーパを形成することにより、地中に埋没したコーンを引き抜く抵抗を少なくすることができるので、引抜き時における駆動力・エネルギーの消費量等を軽減することができる。 And, by forming a taper that slopes downward on the upper side of the cone, it is possible to reduce the resistance to pulling out the cone buried in the ground, thus reducing the consumption of driving force and energy at the time of withdrawal. be able to.
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る動的貫入試験用ロッドについて詳細に説明する。 Hereinafter, a dynamic penetration test rod according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は動的貫入試験用ロッドを示す一部断面図であって、(a)は分解した状態を示し、(b)は組み立てた状態を示す。図2は、動的貫入試験用ロッドを示す分解斜視図である。図1及び図2に示すとおり、1は地中に貫入される円柱状のロッド、2は上部コーン、3は下部コーンを示す。各図の如く、ロッド1の先端部1aは、段付きの軸端であって段差部1bが設けられている。そして、上部コーン2は、ロッド1の先端部1aへ挿入可能な貫通孔2aを有しており、上方側2bが下方に向けて傾斜するテーパになっている。さらに上部コーン2の下部には、連結部2cが設けられており、外周面にネジ切りが施されている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a dynamic penetration test rod, where (a) shows an exploded state and (b) shows an assembled state. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a dynamic penetration test rod. As shown in FIGS. 1 and 2, 1 is a cylindrical rod penetrating into the ground, 2 is an upper cone, and 3 is a lower cone. As shown in each figure, the tip 1a of the
そして、ロッド1の下端には、取付ネジ1cが設けられており、この取付ネジ1cは、上部コーン2がロッド1から離脱しないようにするためのストッパー部材4が取り付けられる。そのため、ストッパー部材4の上部には、内周面にネジ切りが施された凹部4aが設けられており、ロッド1の先端部1aの径より大径である。
動的貫入試験用ロッド10を組み付ける際には、先ず上部コーン2を、貫通孔2aを通じてロッド1の先端部1aへ挿入して遊嵌した後、上端を段差部1bに突き当てる。その状態で、ストッパー部材4を、ロッド1の取付ネジ1cに螺合することにより、上部コーン2の下端がストッパー部材4に引っ掛かり係止され、ロッド1に対して離脱不能で、且つ、回転自在となる。この上部コーン2とストッパー部材4により、ロッド1に設けられる回転方向自在接手5が構成される。
An
When the dynamic
下部コーン3は、下部に尖鋭部3bが設けられており、上部には上部コーン2の連結部2cとストッパー部材4を受け入れるよう形成された凹部3aが設けられている。そして、この下部コーン3の凹部3aの内周面はネジ切りが施されており、上部コーン2の連結部2cと、下部コーン3の凹部3aとが、各ネジ切りで螺合されることにより、ロッド1に連接されるコーン6が形成される。
このように組み付けることにより、ロッド1に回転方向自在接手5を介してコーン6を連接してなる動的貫入試験用ロッド10が完成する(図1(b)参照)。なお、試験ではロッド1を時計回りに回転させるので、各ネジ切りは緩み防止のため右ネジが好ましい。
前記したように、回転方向自在接手5は、ロッド1の軸心1dのまわりをフリーに回転し、離脱しないよう設けられているので(図1(b)参照)、この回転方向自在接手5に一体連結された下部コーン3も、ロッド1の回転によって供回りすることなく、更に離脱することもない。
The
By assembling in this way, the
As described above, the rotation direction universal joint 5 is provided so as to freely rotate around the axis 1d of the
ロッド1、上部コーン2及び下部コーン3の形状は、オートマチックラムサウンディング試験の規格により決定される。従って、ロッド1の外径φ1が32mm、上部コーン2及び下部コーン3の外径φ2が45mm、下部コーン3の尖鋭部3bの先端角Aが90度、上部コーン2及び下部コーン3を一体にしたコーン6の長さL1が90mmに形成されている。そして、ロッド1の長さL2は1000mmであって、頭部にはカップリングネジ1eが設けられており、このカップリングネジ1eによって標準タイプの継足し用ロッド11が連結される。
The shapes of
次に、この動的貫入試験用ロッド10を用いたオートマチックラムサウンディング試験の手順について説明する。図3及び図4は、オートマチックラムサウンディング試験の手順を説明するための側面図である。
Next, an automatic ram sounding test procedure using the dynamic
本実施例では、自走式地質調査機20に、本発明に係る動的貫入試験用ロッド10を取り付けて、オートマチックラムサウンディング試験を行う。この自走式地質調査機20は、フルオートマチックラムサウンディング方式の調査機であって、自走可能な自走機21と、この自走機21に搭載されたハンマー装置22とを基本的な構成としている。更に、この自走機21には、ハンマー装置22等を昇降ガイドするためのリーダ23が備えられている。ハンマー装置22は、ロッド及びコーンを地中に貫入するためのラム(図示せず)が内蔵されており、更にリーダ23の下部には、ロッドを把持・回転することができ且つ昇降移動可能な油圧チャック24が設けられている。
In the present embodiment, the dynamic ram sounding test is performed by attaching the dynamic
図3(a)に示すとおり、先ず、調査ポイントにリーダ23を垂直方向に設置し、ハンマー装置22を上方へ退避させる。この状態で、動的貫入試験用ロッド10の上部に標準タイプの継足し用ロッド11を連結し、このロッド11の上端をハンマー装置22の下端に取り付ける。その際、油圧チャック24は開放しており、動的貫入試験用ロッド10の下端に設けられた下部コーン3が地表面に接地されている。そして、図3(b)の如く、ハンマー装置22内のラムを繰返し落下して、ロッド10・11を地中に貫入し、打撃回数を測定する。その際、ハンマー装置22は、ロッドの貫入に伴って降下するよう構成されている。
As shown in FIG. 3A, first, the
オートマチックラムサウンディング試験の規格より、ラムの重量は63.5kgで、落下高さ50cmであり、自由落下によりロッドを打ち込んで、貫入長さ20cm毎の打撃回数をカウントする。そして、打撃回数を測定する毎に、油圧チャック24によりロッドを把持、回転し、ロッドの回転トルクを測定して、打撃回数を補正することによってNd値を評価する(後述の式1参照)。周面補正するためのトルク測定は、打撃回数が5回を超える場合は20cm毎に行うが、5回以下の場合にはロッド連結時(1m毎)に、ロッドを時計回りに2回転させて行う。
本発明の動的貫入試験用ロッド10によれば、コーン6は、ロッド1に対して回転自在に構成されているので、ロッドの回転トルクに影響を及ぼすことがない。
そして、ハンマー装置22等の動作によって得られた調査データは、自走機21に搭載されたコンピュータ25により記憶され、演算処理される。
According to the standard of the automatic ram sounding test, the weight of the ram is 63.5 kg, the drop height is 50 cm, the rod is driven by free fall, and the number of hits per 20 cm penetration length is counted. Then, every time the number of hits is measured, the rod is gripped and rotated by the
According to the dynamic
The survey data obtained by the operation of the
Nd=Ndm−Nmantle
=Ndm−0.004Mv・・・(式1)
ここで、
Nd:補正した打撃回数(Nd値)
Ndm:測定した打撃回数
Nmantle:周面摩擦相当の打撃回数
Mv:回転トルク(N・cm)
Nd = Ndm−Nmantle
= Ndm-0.004 Mv (Formula 1)
here,
Nd: Corrected number of hits (Nd value)
Ndm: Number of hits measured Nmantle: Number of hits equivalent to circumferential friction Mv: Rotational torque (N · cm)
そして、ハンマー装置22が最下端に降下するまでロッド10・11を打ち込んだ後、図3(c)に示すとおり、リーダ23に沿ってハンマー装置22を上方へ持ち上げて退避させ、この状態で、ロッド11の頭部のカップリングネジに、別の継足し用ロッド11’を継ぎ足す。そして、このロッド11’の上端部に、ハンマー装置22の下端を取り付け、前述した動作を所定深さ(例えば、20〜30m)まで繰返し行うことにより、試験を行う。
Then, after driving the
次に図4に基づき、試験完了後のロッドの引き抜き動作について説明する。図4(a)の如く、先ずハンマー装置22を、リーダ23上部へ退避させ、落下しないように固定する。この状態で、油圧チャック24で試験用ロッドを把持する。その後、図4(b)に示すように、油圧チャック24を自走機21の駆動源(図示せず)を用いて上昇移動させることにより、地中に貫入されたロッドを引き抜く。そして、油圧チャック24及びカップリングネジを開放して、順次、継足し用ロッド11,11’・・・及び動的貫入試験用ロッド10を自走式地質調査機20から取り外す。
コーン6は、ロッド1の上下動に追従して上下動する回転方向自在接手5を介して、ロッド1に連接されているので、動的貫入試験用ロッド10を引き抜く際、従来のようにコーンを地中に残すことなく、ロッド1と共に引き抜くことができる。又コーンの上方側に、下方に傾斜するテーパ2bが形成されているので、引抜き抵抗が少なく容易に引き抜くことができる。
Next, the rod pulling-out operation after completion of the test will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the
Since the
図5は、動的貫入試験用ロッドの第2実施例を示す一部断面図であって、(a)は分解した状態、(b)は組み立てた状態を示す。図5(a)の如く、ロッド1は、先端部1a外周に円周方向にのびる溝部1fが形成されている。コーン6は、軸方向に第1コーン60と第2コーン61とに分割されており、各コーン60・61の内側には、溝部1fに嵌め込まれる凸状の係止部6aが設けられている。そして、図5(b)に示すように、各コーン60・61を、係止部6aを溝部1fに嵌め込んだ状態で、ネジ等の固定手段(図示せず)を用いて連結することにより、ロッド1の先端部1aに取り付ける。これによって、1fと6aが回転方向自在接手5を構成し、コーン6を、ロッド1に対して回転自在且つ離脱しないよう連接することができる。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a second embodiment of the rod for dynamic penetration test, where (a) shows a disassembled state and (b) shows an assembled state. As shown in FIG. 5A, the
前述した通り、この動的貫入試験用ロッド10は、コーンを、地中に放置することなく適切に試験を行い得るように構成したものであって、オートマチックラムサウンディング試験やミニラム試験等の、コーンを、ロッドの回転に影響を及ぼさないように配置して行う動的貫入試験であれば、何れも同様の効果を奏する。
As described above, the dynamic
1・・・ロッド
2・・・上部コーン
3・・・下部コーン
4・・・ストッパー部材
5・・・回転方向自在接手
6・・・ロッド
10・・・動的貫入試験用ロッド
11・・・継足し用ロッド
20・・・自走式地質調査機
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Claims (3)
The dynamic penetration test rod according to claim 1, wherein a taper is formed on an upper side of the cone.
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